Изменятся угол между плоскостью колебания падающего света и плоскостью пропускания поляризатора

Ø На мыльную плёнку (n = 1,33) падает белый свет под углом в 45^о. При какой наименьшей толщине плёнки проходящие лучи будут окрашены в жёлтый цвет (λ = 6·10^{-5 см)?}

Ø На щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны λ. Ширина щели равна 6λ. Под каким углом будет наблюдаться третий дифракционный минимум света?

Ø На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной гелием. На какую линию в спектре третьего порядка накладывается красная линия гелия (λ = 6,7·10^{-5 см) спектра второго порядка?16,42}

Ø Найти наибольший порядок спектра для желтой линии натрия λ = 5890Å, если постоянная дифракционной решетки равна 2 мкм.16,44

 

Ø Нарисуйте графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела u(l,T) от длины волны для двух разных значений температуры и укажите, какой из них соответствует большей температуре.

Закон Стефана-Больцмана , определяя зависимость от температуры, не дает ответа относительно спектрального состава излучения черного тела. Из экспериментальных кривых зависимости функции от длины волны () при различных температурах следует, что распределение энергии в спектре черного тела является неравномерным.

 

 

 

 

Ø

Ø

Ø На металлическую пластинку с работой выхода падает свет с частотой . Рассчитайте кинетическую энергию выбиваемых из пластины фотоэлектронов.

Ø Нарисуйте вольтамперную характеристику внешнего фотоэффекта. Укажите на рисунке силу тока насыщения, задерживающую разность потенциалов.

Ø Найдите массу фотона красного света с длиной волны

Ø Наибольшая длина волны света, при которой может наблюдаться фотоэффект для калия, равна . Найдите работу выхода электронов из калия.

Ø На чем основан принцип работы трансформаторов?

Принцип работы трансформатора основан на явлении взаимной индукции. Трансформатор состоит из двух обмоток, укреплённых на замкнутом сердечнике. Переменное магнитное поле тока I₁ в первичной обмотке вызывает появление ЭДС взаимной индукции во вторичной обмотке. Сердечник обеспечивает значительную взаимную индуктивность трансформатора. ЭДС индукции в первичной и вторичной обмотке соответственно: ; , где n₁ и n₂ – числа витков в первичной и вторичной обмотках. - коэффициент трансформации. Если k >1, то трансформатор повышающий, если k< 1, то трансформатор понижающий.

Ø Найти магнитную индукцию в центре кольца, по которому идет ток 10А. Радиус кольца 5 см.

Ø напряженность магнитного поля в центре кругового витка радиусом 1 см, по которому течет ток 1А

r=I/(2H)=>H=I/(2r)= 1/2 (А/м)

Ø Напряженность магнитного поля в центре кругового витка радиусом 10 см равна 40 А/м. Найти силу тока в витке.

I=r*2H= 8 (А)

Ø Напряженность магнитного поля в центре кругового витка равна 20 А/м. Сила тока в витке равна 2 А. Найти радиус витка.

r=I/(2H)= 0,05 (м)

Ø Найти напряженность магнитного поля в точке, отстоящей на 2 см от бесконечно длинного проводника, по которому течет ток 5А.

H=I/(2πr)= 39,8 (A/м)

Ø Напряженность магнитного поля внутри катушки длиной 20 см равна 80А/м. По катушке протекает ток 0,1 А. Из какого числа витков состоит катушка?

H=n₀I=nI/l=>n=lH/I=160

Ø На проводник длиной 50 см, расположенной перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля, действует сила 0,12 Н. Определите магнитную индукцию, если сила тока в проводнике 3 А?

B=F/(I*l)=(a=90⁰)=0,08 (Тл)

Ø На проводник длиной 0,5 м, помещенный в однородное магнитное поле индукцией 0,4 Тл, действует сила 2 Н. Найти силу тока в проводнике, если он расположен перпендикулярно линиям магнитного поля.

I=F/(B*l)=(a=90⁰)=10 (A)

Ø Найти кинетическую энергию протона, движущегося по дуге окружности радиусом R в магнитном поле индукцией В. Заряд протона q, масса m.

W=m*v²/2, R=m*V/q*B, V=R*q*B/m, W=1/2*R²*q²B²/m

 

Ø Объясните, почему при наблюдении интерференции в тонких плёнках на просвет и на отражение — максимумы и минимумы меняются местами.

Величина l/2 добавляется потому, что происходит изменение фазы волны на 180 ⁰, что эквивалентно увеличению пути на l/2. Если D= (2n-1)l/2, то 2DFncosb =nl cсоответствует условию минимума освещенности, а D= =nl= 2DFncosb +l/2 – условию максимума.

Ø 9. Объясните попадание света в область геометрической тени с помощью принципа Гюйгенса.

Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса согласно которому каждая точка, до кото­рой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени.

Ø Определите, как и во сколько раз изменится мощность излучения черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с l₁=720 нм до l₂=400 нм.

Увеличится в 1,8 раз

Ø Определить импульс фотона красного излучения, длина волны которого 720 нм.

Ø От чего зависит сила тока насыщения при внешнем фотоэффекте?

При неизменном спектральном составе света, падающего на катод, сила фототока насыщения I_н прямо пропорциональна световому потоку Ф.

Ø От чего зависит максимальная скорость фотоэлектронов?

От задерживающего напряжения.

Ø Определите длину волны фотона, энергия которого равна кинетической энергии электрона, прошедшего из состояния покоя ускоряющую разность потенциалов 3,3 В.

Ø Определите частоту колебаний световой волны, масса фотона которой равна .

Ø Определить период свободных колебаний груза массой m=80 кг, который прикреплен к пружине с коэффициентом жесткости с=2кН/м.

T=2p ; T=1.256c

Ø Определить индуктивность соленоида длиной 20 см, имеющего 500 витков и площадь поперечного сечения 10 см².

Магнитная проницаемость равна 1, а m₀=4p·10^–7 Гн/м. , где μ – магнитная проницаемость среды, = 4π ·10^-7 Гн/м – магнитная постоянная, - число витков на единицу длины, - катушки. ; ;

Ø Определить абсолютное значение скорости изменения тока в катушке индуктивностью 0,1 Гн, если в ней возникла ЭДС самоиндукция 80 В.

, то

Ø Определить напряженность магнитного поля в среде с магнитной проницаемостью μ= 10³ если величина магнитной индукции этого поля в среде 0,314 Тл, а μ₀=4п *10^-7 Гн/м.

Ø Определить магнитную проницаемость магнетика, имеющего магнитную восприимчивость = 100.

, то

Ø Определить величину вектора намагниченности, если магнитная восприимчивость χ = 10^-3, а напряженность магнитного поля Н = 10² А/м

I= ·H = 10^-3·10²=0,1

Ø Определить величину магнитной индукции в веществе с магнитной восприимчивостью μ = 10⁴, если напряженность магнитного поля Н = 10³ А/м, а μ₀ = 4п*10^-7 Гн/м.

Ø Определите индукцию магнитного поля на оси соленоида, состоящего из 100 витков провода, если сила тока в нем 10 А, длина соленоида равна 15,7 см, µ₀=4π·10^-7 Гн/м.

B=μ₀n₀I=μ₀nI/l=8*10^-3 (Тл)

Ø Определите индукцию однородного магнитного поля, в котором на прямой провод длиной 0,5 м, расположенный под углом 30° к линиям индукции, действует сила 9 Н при прохождении по проводнику тока 3 А.

B=F/(I*l*sin30⁰)=12 (Тл)

 

П

Ø Параллельный пучок света переходит из глицерина в стекло так, что пучок, отражённый от границы раздела этих сред, оказывается максимально поляризованным. Определить угол между падающим и преломлённым пучками. Абсолютные показатели преломления глицерина и стекла 1,45 и 1,5 соответственно.

1.5/1.4=1.07= 47⁰ –падающий луч

sin47/1.07=0.68 arcsin0.68=43⁰ – преломленный луч

Ø Под каким углом к горизонту должно находиться Солнце, чтобы солнечный свет, отражённый от поверхности воды, был полностью поляризован
(n_воды = 1,3)?

Ø Постоянная дифракционной решётки в 4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами.

d=4l, dsinj=kl=>sinj=(kl)/d=(kl)/(4l)=1/2=>j=30⁰

Ø Показать, что из закона Брюстера следует перпендикулярность луча, отражённого под углом Брюстера, и луча преломлённого.

 

Согласно закону преломления: (как углы с взаимно перпендикулярными сторонами). Поскольку по закону отражения , т.к. по закону Брюстера

Ø

Ø При какой температуре максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно чёрного тела приходится на длину волны 0,642 мкм?

Ø Полное сопротивление цепи (импеданс), состоящей из последовательно соединенных емкости С, индуктивности L, сопротивления R на частоте ω.

Ø При гармонических электрических колебаниях в колебательном контуре максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 50 Дж, максимальное значение энергии магнитного поля катушки - 50 Дж. Как изменяется во времени полная энергия электромагнитного поля контура?

Wп=Wэ+Wm

Wп=0

Ø При гармонических колебаниях вдоль оси ох координата тела изменяется по закону (м). Какова амплитуда ускорения?

Ø Поперечная волна с частотой 200 Гц распространяется в среде со скоростью 400 м/с вдоль направления х. Чему равна разность фаз колебаний точек среды, расстояние между которыми Δх = 1 м?

d=2πνrx/u=3,14

Ø По какому закону изменяется сила тока в конденсаторе емкостью С при изменении величины заряда на пластинах конденсатора по закону q = q₀ Cos ωt?

Ø Почему атом водорода может иметь одну и ту же энергию, находясь в различных состояниях?

Согласно формуле

E(индекс n)=-(1\4п (индекс 0))(с2)*m(индекс e)e(с4)\2h(перечеркнутая в кв)n(с2) – энергия электрона зависит только от главного квантового числа n.

Следовательно каждому собственному значению энергии En(кроме E1) СООТВЕТСТВУЕТ НЕСКОЛЬКО СОБСТВЕННЫХ ФУНКЦИЙ (nlm),

Отличающихся значениями квантовых чисел m,l. Это означает что атом водорода может иметь одно и то же значение энергии находясь в нескольких различных состояниях.

Ø Правило Ленца.

Индукционный ток направлен так, что его собственное магнитное поле препятствует изменению потока магнитной индукции, вызвавшего этот ток.

Ø Под каким углом расположены прямолинейный проводник в однородном магнитном поле с индукцией 15 Тл, если на каждые 10 см длины проводника действует сила, равная 3 Н, когда проходит ток 4 А?

F=I*B*l*sina=>sina=F/(I*B*l)=0,5=>a = 30⁰

Ø Проводник длиной 0,15 м помещен в однородное магнитное поле индукцией 0,4 Тл. При перемещении проводника по направлению силы Ампера на 0,025 м была совершена работа12 мДж. Найти силу тока в проводнике.

A=FS=>F=A/S=0,48 (H); I=F/(B*l)=8 (A)

Ø Протон в магнитном поле индукцией В описал окружность радиусом R. Найти скорость протона. Заряд частицы q, масса m.

F=ma_ц; qVB=mV²/R=>V=(q*B*R)/m

Ø Протон и a-частица влетают в однородное магнитное поле индукцией В перпендикулярно линиям индукции. Чему равно отношение радиусов окружностей, которые описывают частицы, если у них скорости одинаковы. m_a= 4m_p, q_a=q_p.

,

Ø Протон в магнитном поле движется по окружности радиусом R со скоростью u. Найти магнитную индукцию поля. Заряд частицы q, масса m.

B=

Ø Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в однородном магнитном поле индукцией 0,05 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в катушке 2 А?

M=N*B*I*S=200*10^-4 Н*м

Р

Ø Расстояние между штрихами дифракционной решётки d = 4 мкм. На решётку падает нормально свет с длиной волны  = 0,6 мкм. Максимум какого наибольшего порядка даёт эта решётка?

d=4мкм, , dsinj = nl, sinj=1,n= = мак. порядок – 6

Ø Работа выхода электрона из платины равна . Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вырываемых из платины светом с длиной волны 0,5 мкм?

Ø Работа перемещения проводника с током в магнитном поле равна…

dA=Fdx=IBldx=IBdS=IdФ

Ø Рамка площадью 400 см² помещена в однородное магнитное поле индукцией 0,1 Тл, так что нормаль к рамке перпендикулярна линиям индукции. При какой силе тока на рамку будет действовать вращающий момент 20·10^-3 Н·м?

I=M/B*S=5A

С

Ø Сформулируйте закон Малюса, напишите формулу и назовите входящие в него величины.

Интенсивность света, прошедшего через поляризатор, равна произведению интенсивности падающего на поляризатор поляризованного света и квадрата косинуса угла между плоскостью поляризации падающей световой волны и плоскостью пропускания поляризатора

I = I₀∙cos²

где I₀ – интенсивность падающей на поляризатор поляризованной волны, I – интенсивность прошедшей волны,  – угол между плоскостью поляризации падающей волны и плоскостью пропускания поляризатора.

Ø Сформулируйте закон Брюстера и поясните его рисунком.

Если тангенс угла падения луча на границу раздела двух диэлектриков равен относительному показателю преломления, то отраженный луч полностью поляризован в плоскости, перпендикулярной к плоскости падения, то есть параллельно границе раздела сред

tg _Б = n₂₁.

Здесь _Б — угол падения света, называемый углом Брюстера,
n₂₁ — относительный показатель преломления второй среды относительно первой

Ø Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.

при расчете амплитуды световых колебаний, возбуждаемых источником S₀ в произвольной точке М, источник S₀ можно заменить эквивалентной ему системой вторичных источников – малых участков dS любой замкнутой вспомогательной поверхности S, проведенной так, так чтобы она охватывала источник S₀ и не охватывала рассматриваемую точку М

Амплитуда dA колебаний, возбуждаемых в точке М вторичным источником, пропорциональна отношению площади dS соответствующего участка волной поверхности S к расстоянию r от него до точки М и зависит от угла между внешней нормалью к волновой поверхности и направлением от элемента dS в точку М.

вторичные источники когерентны S₀ между собой, поэтому возбуждаемые ими вторичные волны интерферируют при наложении